(57)【要約】  無線ネットワーク機器を利用してＵＡＶ及び他の低空飛行物体を追跡するためのレーダシステムが提供される。このシステムは、送信アンテナが無線ネットワーキング装置に結合され、空方向に信号を放射する分散型低高度レーダシステムとして実施される。受信アンテナ又はアレイは、送信アンテナから放射された信号、特に空方向検知領域内の物体から反射された信号又はエコーを受信する。１つ又は複数の処理コンポーネントは、無線ネットワーク機器及び受信アンテナと電子的に結合され、信号情報を受信及び操作して、低飛行物体及びそのカバレッジ領域内での動きを認識及び追跡する。本システムは、地域ノードをネットワーク化することによって複数の領域全体にわたって物体の検知を行い、ＵＡＶ及び他の低空飛行物体が検知領域内を移動する際にそれらを検出及び追跡するために情報を集約し得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型低高度レーダシステムであって、
ａ）ＲＦ信号を生成するための無線ネットワーク機器と、
ｂ）空方向に信号を放射するための前記無線ネットワーク機器に結合された少なくとも１つの送信アンテナと、
ｃ）低空飛行体から反射された信号を受信するための少なくとも１つの受信アンテナと、
ｄ）前記無線ネットワーク機器と電子的に結合されてそこから信号を受信し、前記受信アンテナと結合してそこから信号を受信するレーダプロセッサと、
ｅ）前記レーダプロセッサから情報を受信するように結合されたコンピューティングコンポーネントと、を備え、
ｆ）前記コンピューティングコンポーネントは、カバレッジ領域のためにネットワーク全体に分散された複数のレーダプロセッサから情報を受信するように構成され、前記コンピューティングコンポーネントは、前記情報を集約して前記カバレッジ領域にわたって低飛行オブジェクトを検知し追跡する、システム。
【請求項２】
前記無線ネットワーク機器は、トランシーバと、電源と、ネットワーク上で送信及び受信される通信を処理するためのプロセッサとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの少なくとも１つは、アンテナアレイを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの少なくとも１つは、フェーズドアレイを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムは、ＵＡＶのコーナーリフレクタから反射された反射ＲＦ放射を検知するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記トランシーバは、円方向に偏波されたトランシーバ信号を生成するように構成され、前記受信アンテナは、前記通信トランシーバ信号からの直接干渉を低減し、物体からの反射に対する応答性を向上させるために、前記通信トランシーバ信号と反対の円方向に偏波される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記無線ネットワーク機器は、ＵＡＶと通信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
複数の無線ネットワーク機器が設けられて複数のノードを形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ノードは、それぞれの前記ノードの領域内の物体の存在を示す信号を提供するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
複数の送信アンテナが、前記送信アンテナから空方向に信号を放射するためにそれぞれの複数の無線ネットワーク機器に結合され、前記複数の送信アンテナの各々は、信号カバレッジの空方向領域を提供するように構成され、前記複数の送信アンテナの各々から生成された反射信号を受信するために、それぞれ複数の受信アンテナが設けられ、各受信アンテナは、それぞれ関連する送信アンテナに近接して配置され、前記送信アンテナ及びそれぞれの関連する前記受信アンテナは、それぞれの信号放射及び信号受信によって検知領域を規定し、前記システムは複数の検知領域を含み、前記コンピューティングコンポーネントは、前記検知領域内の物体を検知して追跡する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記各送信アンテナは、１つの円方向に偏波された信号を放出し、それぞれの関連する各受信アンテナは、それぞれの関連する送信アンテナの反対の円方向に偏波される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
情報を処理するための少なくとも１つのプロセッサを有するように構成され、前記検知領域内の低飛行物体の追跡情報を受信し、前記システムによって検知された前記検知領域内の他のＵＡＶ及び他の物体との衝突の可能性を最小限に抑えるように１つ又は複数のＵＡＶを制御することでＵＡＶの運航を管理するように前記レーダプロセッサと電子的に結合されたＵＡＶ航空交通制御システムをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
情報を処理するための少なくとも１つのプロセッサを有するように構成され、前記検知領域内の低飛行物体の追跡情報を受信し、前記システムによって検知された前記検知領域内の他のＵＡＶ及び他の物体との衝突の可能性を最小限に抑えるように１つ又は複数のＵＡＶを制御することでＵＡＶの運航を管理するように前記レーダプロセッサと電子的に結合されたＵＡＶ航空交通制御システムをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送信アンテナは、１つ又は複数のＵＡＶとの通信のためのＲＦ通信を提供し、無線ネットワーク機器は少なくとも１つの送信機を含み、前記ＲＦ通信は、前記送信機によって生成されたＲＦ信号を含み、前記受信アンテナは、送信され、物体から反射された前記ＲＦ信号のエコーを受信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＲＦ信号を生成する前記送信機は、前記信号のコピーを前記レーダプロセッサに提供する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記レーダ信号は、前記少なくとも１つの送信アンテナから前記ＵＡＶの１つに送信される通信信号を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＲＦ信号はコード化変調を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コード化変調されたＲＦ信号のコードは、前記少なくとも１つの送信アンテナとＵＡＶ間の信号通信からのコードを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コードは、前記送信機から（ｉ）前記少なくとも１つの送信アンテナ及び（ｉｉ）前記レーダプロセッサの両方に提供される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記送信機は、前記コードを前記レーダプロセッサに提供するようにリンクされる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記送信機は、前記コードを前記送信機の送信及びエコー範囲内の複数のレーダプロセッサに提供するようにリンクされる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムは、複数の送信機からのＲＦ通信のための空方向通信システムと、それぞれの前記複数の送信機からのＲＦ信号を放射するそれぞれの関連する複数のアンテナとを含み、関連する受信アンテナを備えた複数のレーダプロセッサが、空方向の物体から反射されたそれぞれの複数の送信機からの信号を受信するために設けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記複数のレーダプロセッサは、前記送信機からの送信されたＲＦ信号のコピーを受信する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記レーダプロセッサは、前記レーダプロセッサ関連アンテナによって検知された反射信号と前記送信機から受信した信号コピー間の位相差を処理するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記送信機の周波数搬送波にコードが付与される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記送信機の周波数搬送波に疑似乱数コードを含むコードが付与される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記擬似乱数コードは、シフトレジスタ段数Ｎに基づいて周期的に反復するＬビットのコード長について生成され、前記シフトレジスタ段数Ｎに対して、Ｌビットは式Ｌ＝２^Ｎ−１である、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記無線ネットワーク機器は、前記送信アンテナからブロードキャストされるＲＦ送信を送信する送信機を含み、前記無線ネットワーク機器は、前記ＲＦ送信のコピーを前記レーダプロセッサに提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記送信機の周波数搬送波に擬似乱数コードを含むコードが付与される、請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機（ＵＡＶ）の分野に関し、より詳細には、ＵＡＶ及び低空飛行体を追跡するためのシステム、方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、見通し外（見通し線外／beyond-line-of-sight）の無人航空機（ＵＡＶ）の位置を確認することに問題が存在する。ＵＡＶがオペレータの見通し外の場合、又は自律的に、又は自律的な航空制御（航空管制）システムの制御（管制）下で運航される場合、従来の航空制御レーダが「見る」ことができる高度の十分に下で運航されることが多い。レーダ（又はＲＡＤＥＲ）は、電波探知測距の略語である。加えて、ＵＡＶは通信ネットワークを介してその位置を自己報告し得るが、ＵＡＶがそれ自体の位置を不正確に報告するか、一時的に報告することができない多くの状況が依然として存在する。さらに、低高度ＵＡＶは互いに近接した空域に密接していることが多いため、またＵＡＶ航空交通制御システムに自分の位置を自己報告しない鳥、気球、又は他の有人航空機と同じ空域にある可能性があるため、低高度の空域で物体を独立してマッピングする方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような機能は一般にレーダシステムによって処理されてきたが、従来のレーダとは異なる、低高度用ＵＡＶ空域をマッピングする目的での低高度レーダについての特別な配慮が存在する。先ず第１に、低高度をカバーするレーダは本質的に長距離用ではあり得ない。グラウンドクラッタ（地上の不要電波／ground clutter）は、航空制御レーダに通常関連する距離から低高度をカバーしようとするレーダにとって重要な問題である。また、鳥などのＵＡＶや他の低高度の空域の占有物のサイズは、航空制御レーダに典型的に関連する長距離から観測するにはレーダ断面積が小さ過ぎる。したがって、レーダ断面の標的を「見る」ことができ、グランドクラッタの問題を回避され得る短距離レーダシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＵＡＶ及び他の低空飛行物体を追跡するためのレーダシステムが提供される。好ましい実施形態によれば、システムは、分散型低高度レーダシステムとして実施される。このシステムは、無線ネットワーク機器を利用してＲＦ信号を生成するために物体の追跡を行うように設計されている。送信アンテナ、好ましくは複数の送信アンテナは、空方向に信号を放射するように無線ネットワーク機器に結合されている。システムの送信アンテナは好ましくは、セルラー信号の通信のために設けられた、例えばセルタワー上のセルラーアンテナなどのセルラーアンテナである。受信アンテナは、送信アンテナから放射される信号、特に、ＵＡＶやその他の物体（例えば、鳥や気球など）などの低空飛行物体から反射された信号を受信する。好ましい実施形態による受信アンテナは、物体から反射された送信又はエコーを受信するためのセパレートアンテナ（別個のアンテナ）である。複数の受信アンテナが設けられ、好ましくは１つ又は複数の受信アンテナが各送信アンテナの位置に、又はその近傍に配置される。複数の送信アンテナが単一の位置に設けられてもよく、１つ又は複数の受信アンテナが送信アンテナの位置に、又はその近傍に設けられてもよい。物体の存在、方向及び速度は、例えばアンテナのブロードキャスト範囲内で運航するＵＡＶのなどの空方向の物体に通信を送達するように構成された送信アンテナからブロードキャストされるＲＦ送信を利用することによって決定され得る。ＲＦ送信は、好ましくは無線ネットワーク通信コンポーネントによって生成されたデータグラム、音声、又は他の情報を空方向に中継するための通信送信である。関連するＲＡＤＥＲアンテナは、送信領域内の物体に基づいてＲＦ送信のエコーを受信する。レーダアンテナは、レーダアンテナからの情報の処理を実行するための命令を含むソフトウェアを備えたコンピュータなどのコンピューティングコンポーネントであってよいレーダプロセッサに信号を供給するように接続されている。このシステムの実施形態はまた、空方向にブロードキャストされる送信信号のコピーをレーダプロセッサに供給させるように構成される。したがって、レーダプロセッサは、その信号が空方向に送信機から信号を受信し、その信号がブロードキャストされた（そして、潜在的には、物体から反射された）結果としてのエコーを受信する。レーダプロセッサは、近くの山又は他の物体から離れる送信の結果であり得る強い信号の可能性を最小限に抑えるように構成され得る。
【０００５】
本システムの実施形態は、好ましくは、空方向の送信機の位置、又はその近傍に配置された複数のレーダ受信アンテナを用いて実施される。レーダ受信アンテナは、好ましくはレーダ受信応答を集約するコンピュータなどのコンピューティングコンポーネントにレーダ探知情報を提供するように構成される。レーダプロセッサに関連するレーダアンテナが空方向の信号をブロードキャストする複数の送信機の近傍にある幾つかの実施形態によれば、レーダプロセッサは、それらの送信機のそれぞれから信号のコピーを受信し得る。
【０００６】
システムの実施形態は、好ましくは、通信トランシーバ間の空方向の通信の送信からのコードを利用するように構成される。送信アンテナからのＲＦ送信は、ＲＦ通信送信からのコードを含む場合があり、（ＵＡＶへのブロードキャストデータグラムなどの）ＵＡＶとのＲＦ通信の一部であるこれらのコードは、空方向の物体を探知するためにレーダプロセッサによって利用され得る。コードは空方向に送信され、送信のコピーの一部として関連するレーダプロセッサにも送信され得る。幾つかの実施形態によれば、アグリゲータ（集約装置）は、複数のレーダプロセッサからのレーダ探知情報をさらに処理して、複数の送信機ブロードキャストの範囲内にある物体の探知を行うことができる。幾つかの実施形態によれば、アグリゲータは、複数のレーダプロセッサからレーダ情報を受信し、レーダ情報を処理して、それらが空方向の領域全体に移動する際の物体の探知を行うコンピュータであってもよい。
【０００７】
システムは、システムのノードが、ノードによってカバーされるゾーン又は領域内の物体から生成された信号を探知するように構成された分散型ネットワークとして実施され得る。好ましい実施例によれば、レーダプロセッサは、信号を受信するために無線ネットワーキング機器と電子的に結合される。受信アンテナは、（例えば探知のために監視される領域又は高度レベル内の）空中のＵＡＶ、鳥又は他の物体のなどの低空飛行物体から反射されるＲＦ送信信号を含む送信信号を受信するために設けられる。レーダプロセッサは、好ましくは、そこから信号を受信するために受信アンテナに電子的に結合される。レーダプロセッサは、ビーム形成操作、並びに信号調整を含み得る様々な信号処理アプリケーションを介して信号を操作（処理）し得る。探知信号が処理され、好ましくは、システムが信号情報を操作し、ネットワークノードからの探知信号を集約する。ネットワーク又はネットワーク領域のレーダプロセッサから情報を受信するように結合されたコンピューティングコンポーネントは情報を集約し、物体がネットワークの空方向の領域を移動する際に物体を追跡する。物体は信号によって識別され、レーダプロセッサは物体の種類を判定するために物体プロファイルデータとの比較によって物体パターンの認識のための比較を実施し得る。信号情報の処理はまた、物体の移動、速度、サイズ、及び飛行経路などの物体の属性を判定し得る。物体が空方向の探知領域を通って移動するときの物体の動きが追跡され得る。コンピューティングコンポーネントは、ネットワーク全体に分散されたレーダプロセッサからの情報を受信し、カバレッジ（通信可能範囲／coverage）の領域上の低空飛行物体を探知するように構成される。
【０００８】
開示されたレーダシステムの主要な特徴は、例えば、出願人の他の係属特許出願、すなわち、２０１５年９月３日に出願された米国特許出願第６２／２１４、０５３号、及び２０１６年４月１８日に出願された米国特許出願第６２／３２３、９５７号に開示され、その完全な内容が参照により本明細書に組み込まれるセルラータイプのＵＡＶ指揮・制御システムなどの地上ベース通信送信器の分散型ネットワークに依存する点で分散されていることである。この分散型ネットワークは、開示されたレーダシステムが、探知及び追跡することが意図されている標的の比較的近隣に、開示されたレーダシステムの信号源部分を有することを可能にする。
【０００９】
開示されたレーダシステムの別の特徴は、探知のために使用される信号が、システムが建物、樹木又はその他のグランドクラッタ関連物からの反射を大幅に避けることができるように、探知のために使用される信号がより水平ではなく主として空の小さな領域で上方向に伝播されることである。したがって、探知信号は、監視される特定の領域内で空方向に向けられ得る。
【００１０】
開示されたレーダシステムの別の特徴は、システムが航空機又はＵＡＶと通信する本来の目的で送信される通信信号に依存し、したがって、本システムの好ましい実施形態によれば、新たなスペクトル又は新たな送信装置が不要であることである。探知システムの実施形態は、ＵＡＶ通信システムと共に実施されることができ、システムのネットワークコンポーネントの一部又は全部を使用し得る。
【００１１】
さらに、通信信号は、従来のレーダに関連する従来のチャープよりも持続時間が長いことが多いため、より長い積分時間（観測時間／integration times）を探知及び測距アルゴリズムに用いることができ、それが開示されたシステムの性能を従来のレーダシステムよりも向上させる。レンジアンビギュィティ（範囲曖昧性／range ambiguity）の低減及び探知強化の効果は、レーダ科学の実践者には周知の手段によって、擬似乱数コード化（ＰＲＣ）連続バイスタティック（bi-static）方向レーダシステムの使用によって強化される。ＰＲＣコードをある程度自然に模倣し得る通常の通信信号を有するバイスタティック構成を用いることにより、開示された本システムで、ＰＲＣコード化されたバイスタティックレーダシステムの利得と同様の利得が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明のこれらの、及び他の利点は、本明細書に記載され、例示的な実施形態に関連して図示される。
【００１３】
【図１】本発明による、低空飛行体を追跡するためのシステムの例示的な実施形態を示す図である。
【００１４】
【図２】図１に示されたシステムのノードの例示的な実施形態を示す図である。
【００１５】
【図３】本発明のシステムと関連して利用され得るパッシブレーダプロセッサシステムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図３を参照すると、低空飛行体を追跡するための、特に低空飛行無人航空機（ＵＡＶ）及び他の物体を追跡するためのシステムの例示的な実施形態が示されている。システムは、本明細書に開示された方法に従って実施されることができ、装置は、システム及び方法を実施するために提供され、かつ及び構成され得る。好ましい実施形態によれば、システムは、既存のセルタワーと共に実施され得る。代替として、システムは、既存のセルタワー及び幾つかの追加コンポーネントで実施されてもよく、あるいは幾つかの他の代替実施形態によれば、ＵＡＶ／ＲＰＶ通信専用の別個に設けられたタワー、送信機、及び他のコンポーネントを使用して実施されてもよい。他の実施形態によれば、システムは、地上ベースの通信送信機の別個の分散型ネットワークを使用して実施されてもよい。
【００１７】
本発明によるシステムの実施形態は、例示的な実施形態に従って示されており、コンポーネントは、例えば、ＵＡＶ及び他の物体などの低空飛行体を追跡するように配置されている。図１の例示的な描写では、鳥１０６０又はＵＡＶ１０５１が、通信データグラムトランシーバの「セルタイプ」グリッドによってカバーされる領域を飛行するときに、これがシステムによって追跡され得る。ネットワークは、ノード１０００’、１０００”、１０００”’からなることが示されている（また図示されていない幾つかの追加ノードを含み得るが）。ノード１０００’、１０００”、１０００”’は、カバレッジ領域内の物体からの反射を受信するための関連する通信機器及びそれ自体のローカルアンテナアレイ又はフェーズドアレイアンテナを含み、領域上に配備された複数のノードにわたる物体の領域的な追跡を行うために、他のノードにネットワーク接続された中央集約型追跡コンピュータ２８０にデータを返信するレーダ処理能力を有する。
【００１８】
図１に示されるように、セルタワー１２０、１３０、１４０の配置が、ＵＡＶ及び他の低空飛行物体の追跡を行うための分散型ネットワークのセグメントを表すために示されている。この例示的な実施形態では、ネットワーク通信システム１０００が示されており、３つのノード１０００’、１０００”、１０００”’が描写されている（探知領域全体に分散ネットワークを構成するために提供される他の同様のノードがある）。各ノード１０００’、１０００”、１０００”’は、それぞれのタワー１２０、１３０、１４０、それぞれ関連する無線ネットワーク通信機器（ＷＮＥ）２６１、２７１、２８１及びレーダ探知コンポーネントによって表されることが示されている。無線ネットワーキング通信機器（ＷＮＥ）２６１、２７１、２８１は、好ましくは、１つ又は複数のアンテナ（例えば、１２１、１３１、１４１）と結合されたトランシーバを含み得る送受信機器（トランシーバ装置）を含む。タワー１２０、１３０、１４０は、好ましくは、１つ又は複数の関連するアンテナ（例えば、１２１、１３１、１４１）を備えており、その上に支持されたアンテナアレイを含み得る。システムは、本明細書で参照される本出願人の米国特許出願に開示されている通信システムを使用して実施され得るため、それらの空方向ＵＡＶ通信システムのトランシーバ及び送信アンテナは、レーダ探知システムと、好ましくはレーダ探知コンポーネントと共に利用され得る。
【００１９】
タワー１２０、１３０、１４０は、好ましくは、例えばトランシーバ、アンテナ、電源、及びセルラー通信を生成及び受信するための他の機器などの、それぞれの通信機器を備え、又はそれに関連付けられている。図１に示される例示的な描写では、各タワー１２０、１３０、１４０は、例えばそれぞれのアンテナ（又はアンテナアレイ）１２１、１３１、１４１に関連する無線ネットワークデータグラムＲＦ送受信機器（ＷＮＥ）２６１、２７１、２８１などのＲＦ生成機器を設けて構成される。無線ネットワークデータグラムＲＦ送受信装置（ＷＮＥ）は、好ましくは、（図１のネットワーク１０００、及びその一部１０００’である図２などの）通信ネットワークを介して信号を生成及び受信するためのコンポーネントと、例えば信号及びデータグラムを受信及び／又は送信することを可能にするためにそれ自体の送受信機器を有して構成されたＵＡＶ１０５１などの、ネットワークを介して通信する機器とを含む。無線ネットワークデータグラムＲＦ送受信装置（ＷＮＥ）（例えば、２６１、２７１、２８１を参照）は、好ましくは、信号処理及び生成コンポーネントを含み、ＵＡＶ１０５１との通信のために信号を空方向に上方に放射する複数の関連するアンテナ１２１、１３１、１４１に信号を提供する。信号は好ましくは空方向の円錐パターンで放射され、空方向の放射円錐２２０、２３０、及び２４０が信号カバレッジの領域を表すように描かれている。放射信号は、地面の上空にある連続的なカバレッジ領域２０００の上空領域を提供するように生成される。これは、所望のカバレッジ領域を生成するようにアンテナを配置し、又はそれらを調整することによって達成され得る。図１の矢印ＡとＢとの間の領域は、地面に対して上昇したレベルで設けられた連続的なレーダカバレッジ領域２０００を表し、好ましい実施形態では、放射円錐２２０、２３０、２４０によって、特に、これらの円錐の上昇領域によって形成されたように描かれている。上昇領域２０００は、好ましくは、低飛行物体の存在が探知され得るレーダカバレッジ領域を表す範囲（この図では矢印ＡとＢの間）に設けられる。
【００２０】
図１及び２に示されるように、ＲＦ信号は、方向的には上向きに空を指向する。図示された例では、放射信号２２０、２３０、２４０は、この描写ではそれぞれのセルタワー１２０、１３０、１４０を含むセルタワーシステムからの信号アンテナであるそれぞれの関連するアンテナ（又はアンテナグループ）１２１、１３１、１４１から伝搬される。信号は上方に放射され、好ましくは、領域２０００内のデバイスとの通信及び／又はデバイスからの反射に適する信号強度を提供するように制御され得る。
【００２１】
レーダ探知機構は、セルラーネットワーク通信システムと共に示されている。図示されたセルラー通信システムは、ＵＡＶとの通信のために構成され、好ましくは空方向に投影されたセルラーシステムを含む。空向きのセルラー通信システムは、ＵＡＶの指揮・制御、及び／又はナビゲーション機能の通信のために別個の周波数又は帯域（及び他のタイプのＵＡＶ通信、例えば、カメラ操作及びフィードなどのための周波数、又は周波数範囲）を提供し得る。図１の例示では、レーダ探知機構がセルラー通信配置と共に設けられて示されている。レーダ探知機構は、好ましくは、信号を受信するためのアンテナ又はアンテナアレイ、及び信号を処理するためのレーダプロセッサを設けて構成される。図１には、ＵＡＶ及び他の物体などの空中の物体を探知するためのレーダ探知機構２１０を含むシステムの例示的な実施形態が示されている。レーダ探知機構２１０は、信号探知用受信アンテナ２２１及び関連するレーダプロセッサ２２２が設けられているセルタワー１２０などの第１の通信タワーに関連して示されている。信号探知受信アンテナ２２１は、好ましくは、ＷＮＥ２６１によって生成され、アンテナ（１つ又は複数）１２１から放射される、物体から反射された信号、又はエコーを含むＲＦ信号を受信するＲＸアンテナ又はアンテナアレイ（例えば、受信アンテナ２２１ａ又はアンテナアレイ２２１ｂ）を含み得る。好ましくは、アンテナ２２１は、レーダ探知機能専用である。ＲＸアンテナ又はアンテナアレイ２２１ａ、２２１ｂ（レーダ機能専用）は、ＷＮＥアンテナ又は平面フェーズドアレイアンテナ用に使用されるタワー１２０などの同じ構造上に、又はその近傍に配置され得る。アンテナ２２１は、無線ネットワーク（ＷＮＥ）のために使用されるタワーの上に、又はその近傍に配置され得る。例えば、システムが無線通信ネットワークと共に使用される図１において、タワー１２０は、ネットワークを介して（例えば、ネットワークと通信デバイス間で）無線通信を実行するための複数のアンテナ１２１又はアンテナアレイ、及びこれもタワー１２０に支持されたレーダアンテナ２２１を備えて示されている。それぞれのタワー１３０、１４０上の追加のアンテナ２３１、２４１が、好ましくはそれぞれのＷＮＥ２７１、２８１に関連して機能するように構成された、それぞれ関連するレーダプロセッサ２３２、２４２と共に示されている。レーダ機構は、ＵＡＶ及び低空飛行物体を探知するように構成される。好ましい実施形態によれば、レーダ追跡システムは、レーダ機能を提供するための信号を通信するためにネットワーク１０００を利用する。レーダアンテナ２２１、２３１、２４１は、セルタワー１２０、１３０、１４０上に支持され、（例えば、幾つかの実施形態によれば、ＵＡＶ及び指揮・制御コンピュータとの通信のための通信ネットワークである）ネットワーク１０００の送信及び受信コンポーネント間の通信交換のために信号を中継する（ＷＮＥ２６１、２７１、２８１などの）の関連するセルラー通信コンポーネントと共に動作するように構成され得る。
【００２２】
レーダ探知機構は、ＷＮＥ及びレーダアンテナ２２１、２３１、２４１に加えて、好ましくは、関連するレーダプロセッサ２２２、２３２、２４２を含む。レーダプロセッサは、例えばＷＮＥ無線トランシーバなどの関連するＷＮＥから送信された信号を監視するための命令を含んで構成され得る。好ましい構成によれば、レーダプロセッサ（２２２、２３２、２４２）は、セルタワー（１２０、１３０、１４０）に関連付けられ、例えば、タワーアンテナ配置１２１、１３１、１４１（図１参照）によって生成されたそれぞれの信号円錐２２０、２３０、２４０で表される、例えば伝搬エリアなどのタワー範囲内の探知を行う。各レーダプロセッサ２２２、２３２、２４２は、（例えば、図１のタワー１２０上のアンテナ１２１の配置などの）トランシーバ関連のアンテナを介して伝搬される信号を生成又は監視するように構成される。信号は、破線３００によって表され、図示されているように、例えば例示的な描写におけるＵＡＶ１０５１などの物体に遭遇すると反射される。エコーとも示称され、破線３０１によって表されている反射波は、この実施形態では、（ＵＡＶ１０５１から反射されることが示されている）反射信号を受信するために設けられた受信アンテナであるアンテナ２２１によってピックアップされる。ＵＡＶ１０５１は、レーダノードへの復帰を強調することによって反射信号を促進するために、コーナーリフレクタなどの反射器を設けて構成され得る。レーダプロセッサ２２２は、反射された信号又はエコー３０１を受信する。レーダプロセッサ２２２は、好ましくは、レーダ機構によって監視されている（低空飛行物体などの）空域内の物体の探知を行うためにデータを受信し、記憶し、処理し得るコンピュータコンポーネントを設けて構成される。
【００２３】
図１では、セルラー通信ネットワーク１０００（又はその一部）が表され、空方向システムを介して、ＵＡＶなどの低空飛行体のための通信を提供するように構成される。レーダシステムは、好ましくはネットワーク１０００のコンポーネントを含む地上ベースの通信送信機のネットワーク全体に分散される。レーダシステムの信号源コンポーネントは、システムが探知しようとするＵＡＶ及び他の低空飛行物体などの標的に効果的に比較的密接するように構成され得る。空方向レーダ探知システムは、カバレッジ領域２０００を含んで構成された例示的な図に示されている。この領域内の物体が追跡され得る。例えば、図１には、鳥１０６０として表される物体が、連続的なカバレッジの領域２０００に示され、無線ネットワークデータグラムＲＦ送受信機器（ＷＮＥ）２７１によって生成された放射の信号円錐２３０内に配置され、タワー１３０及び配置されたアンテナ１３１と関連付けられる。関連するレーダプロセッサ２３２が示され、好ましくはＷＮＥ２７１によって送信された信号のコピーを含むデータを受信する。システムは、好ましくは、近位に配置された受信アンテナ２３１によってピックアップされ、レーダプロセッサ２４２などの処理及び／又は監視コンポーネントで監視される短い通信バーストを含み得る、例えば、円錐２３０によって表される領域などの送信領域内の信号を生成するように構成される。例示的な実施形態では、図示された好ましい実施形態によれば、システムは、通信ネットワーク、好ましくは分散セルラー通信ネットワークを介して動作するように構成される。図示された実施形態では、信号３０２は、送信機（例えばＷＮＥ２５１の送信機）から送信され、領域２０００内の鳥１０６０に遭遇する。信号は鳥１０６０に到達し、信号又はエコー３０３が取り１０６０から反射される。反射された信号３０３は、受信アンテナ２３１によって受信され、レーダプロセッサ２３２によって利用できるようにされる。この時点でレーダプロセッサは、ＷＮＥ２５１から送信された信号のコピー及びエコー信号３０３を有する。
【００２４】
図示された好ましい実施形態によれば、システムは通信ネットワーク、好ましくは分散型セルラー通信ネットワークを介して動作するように構成される。システムは、好ましくは、集約型追跡コンピュータ２８０などの集約型コンピューティングコンポーネントを含む。集約型追跡コンピュータ２８０は、好ましくは、探知信号の伝播及び受信に関連する信号、又はそれらの信号の副産物の形態であってもよいデータを受信するように電子的に接続される。集約型追跡コンピュータ２８０は、好ましくは、ネットワーク通信システムの複数のノードの中央コンピューティングリソースとして機能するように構成される。例えば、集約型追跡コンピュータ２８０は、ＵＡＶ及び他の低空飛行物体などの物体の地域的な追跡を行うために領域の複数のノードに関連付けられ得る。集約型追跡コンピュータ２８０は、ネットワーク１０００に渡って探知情報を受信し、管理し、図示のように、ネットワークノード１０００’、１０００”、１０００”’からの信号データが提供される。
【００２５】
図２を参照すると、空方向のゾーン又は領域内のＵＡＶ及び他の低空飛行物体を探知及び監視するためのレーダ探知システム１０００のノード１０００’を示す例示的な実施形態が示されている。図示したシステムでは、アンテナシステムから信号を上方に放射することによってＵＡＶと通信するための通信システムが示されている。ノード１０００’は、アンテナ１２１及び無線データグラムＲＦ送受信機器（ＷＮＥ）２６１を設けて構成されるタワー１２０を含むものとして示されている。ＷＮＥ２６１は、好ましくは、通信ネットワーク１０００の一部であり、ネットワーク１０００を経由した通信及び他のデータなどの情報を交換するために電子的にリンクされている。ノード１０００’は、追跡システムの一部を含むものとして図示されている。図１には、第１のノード１０００’、第２のノード１０００”、及び第３のノード１０００”’を含む３つのノードが示されている。ノード１０００’、１０００”、１０００”’は、通信ネットワーク１０００を備え、好ましくは、指定された、又は所望のカバレッジゾーン又は領域にわたってカバレッジを提供するように構成される。ノードは、好ましくは、監視が必要なエリアに空方向の領域２０００のカバレッジがあるように配置される。図１では、３つの領域がそれぞれの円錐１２０、１３０、１４０によって形成されて示されている。システムは、好ましくは、ネットワークを拡張するため、（図１の３つのノードによってカバーされる領域以外の）追加のタワー及びＷＮＥを含むように構成される。好ましくは、（ＷＮＥ２６１の一部として又はこれと関連して設けられ得る）トランシーバと共に配置されるコンピューティングコンポーネントは、アンテナ１２１から放射され、空方向に伝播されるＲＦ通信信号を生成するように構成される。これは、セルラー通信ネットワークの一部として、より具体的には、本明細書で参照した私出願人の先願に開示された空方向に向けられる通信システムで実行され得る。レーダ探知システムは、既存のセルラーシステム（ならびに空方向の通信ゾーンを介して通信するように構成されたセルラーシステム）と組み合わせてコンポーネントを提供することによって実施され得る。
【００２６】
システムは、アンテナから発信される信号を監視するように構成される。送信アンテナ１２１、１３１、１４１には、好ましくは、それぞれ関連するＷＮＥ２６１、２７１、２８１からのＲＦ信号が供給される。信号は、上方の空方向に伝搬される。信号円錐は、好ましくは、構造の周囲を回避するか、又はその周囲で動作し得る空方向に向けられたカバレッジの多数の狭い領域を提供するように生成される。信号は、好ましくは、拡張されたカバレッジ領域を提供するために集約され得る幾つかのより小さな領域の探知カバレッジを提供するように伝搬される。好ましくは、信号は、ＵＡＶが運航する（及び探知されることが望ましい他の物体が存在し得る）領域に到達するのに適する強度を有して生成される。送信信号が生成される。送信信号は、アンテナ１２１に送信されて信号を上方に放射し、信号のコピーもまたレーダプロセッサ２２２に送信される。したがって、レーダプロセッサ２２２は信号を受信し、信号が生成された時刻が提供される。実際には、幾つかの信号が生成され、それらの生成時刻、周波数、変調データ（及び他の特性）を含を含め、信号のコピーがレーダプロセッサ２２２によって監視される。好ましくは、受信アンテナ２２１からの信号を受信するためにレーダプロセッサ２２２が接続される。ＵＡＶ１０５０（又は探知領域内の他の物体）などの物体から反射され得る信号を含め、受信アンテナ２２１から生成された信号を受信するように受信アンテナ１２１が備えられる。反射された信号３０１は、処理され、（例えば、ＷＮＥ２６１から）レーダプロセッサに提供される生成された信号コピーと比較される。受信アンテナで受信された反射信号は、他の信号と共に受信され得る。探知ゾーン内の飛行物体の存在に起因すると予測される反射信号又はエコーを識別するために、（アンテナ２２１などの）受信アンテナから受信された信号の処理が実行される。例えば、信号のコピーが連続的なフレームに渡ってレーダプロセッサに提供され、特定の継続時間内に、又はその信号周波数について反射信号が受信されない場合、（又は、物体の存在を示す信号が返信されない場合）でも、レーダプロセッサはその監視状態を継続する。しかし、空方向の物体からの反射信号が受信される場合、レーダプロセッサは物体の探知を識別し、物体の位置及び動きを示すために受信された他の信号と共に信号をさらに処理し得る。レーダ探知システムは、好ましくは、反射信号の探知を処理し、探知された物体を識別するときにも、信号の監視を継続するように構成される。レーダプロセッサは、そのノードでカバーされる空方向の領域（又はレーダプロセッサがカバーするように指定された他の領域）内の複数の物体を識別し得る。幾つかの実施形態によれば、システムは、ＵＡＶに対して行われる通信と同じ周波数を使用するように構成され得る。例えば、通信がアンテナ１２１から（例えば、イメージング、配信などのペイロードアプリケーションのための１つのサブバンド上で、又は指揮、制御、及びナビゲーション機能などの重要なＵＡＶ運航の通信のために確保された別の指定されたサブバンド上で）、領域２０００内で運航するＵＡＶ１０５１のために、又は、そのＵＡＶ１０５１に向けて空方向に送信される場合、レーダプロセッサは、同様に信号のコピーを受信し得る。信号は、無線ネットワーク装置（ＷＮＥ）によって生成され、好ましくは、レーダプロセッサ２２２に供給される特定の周波数及び信号のコピーでアンテナ１２１から放射される（好ましくは、特定の周波数でアンテナ１２１から放射され、信号のコピーがレーダプロセッサ２２２に供給される）。レーダプロセッサ２２２は、好ましくはパッシブレーダプロセッサであり、よく知られている幾つかの方法のうちのいずれか１つに従って信号情報を処理するように構成され得る。レーダプロセッサ２２２などのレーダプロセッサの実施形態は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロチップ、又は他の処理回路などのコンピューティングコンポーネントと、受信アンテナによって受信された信号の処理をプロセッサに指示するために使用される命令を記憶するためのフラッシュメモリ又は他のメモリチップ、ハードドライブなどを含む。レーダプロセッサ２２２は、好ましくは生の、又は処理された信号情報を記憶し、及び／又はさらなる処理又は記憶のためにその情報を別のコンピューティングコンポーネントに送信するように構成され得る。例えば、図１の描写は、空方向ネットワークのノードとそのノードのＷＮＥとに関連する３つのレーダプロセッサ２２２、２３２、２４２を示す。レーダプロセッサ２２２、２３２、２４２は、集約型追跡コンピュータ２８０として識別されるコンピュータとの通信のために接続されるように示されている。追跡コンピュータ２８０は、レーダプロセッサ２２２、２３２、２４２から生データを受信し、又は幾つかの実施形態によれば、処理された信号データ又は部分的に処理された信号データを受信し得る。集約型追跡コンピュータ２８０は、好ましくは、監視されているネットワークの空方向領域内のＵＡＶ及び他の低空飛行物体などの空方向の物体を識別し得る。集約型コンピュータ２８０自体が、又は他のコンピューティングコンポーネントと一緒になって、物体が互いに近くにあるなどの潜在的な危険がある場合（例えば、ＵＡＶ１０５１が鳥１０６０に近接している場合、図１参照）、警報を発するように空域を管理し得る。レーダ追跡システムは、ＵＡＶ交通制御システムと共に操作され、自律的に運航するＵＡＶの動作を制御又は管理する自律的な航空交通制御システムと統合され得る。レーダシステムは、（例えば、近くの気球や鳥などの）潜在的な脅威又は危険の探知が判定された場合の（例えば、飛行経路、方向、速度など）の操作又は制御を含み得るＵＡＶの管理又は警報を提供するためにレーダ信号を処理するように構成され得る。例えば、ＵＡＶ航空交通制御は、その飛行経路が（ＵＡＶ飛行領域内で動いており、又は固定されている場合がある）別の接近する物体と一致すると判定されたＵＡＶをホバリングさせ得る。
【００２７】
受信アンテナ２２１、２３１、２４１から受信した信号情報のレーダ処理は、既知のレーダ信号処理方法に従って実行され得る。例示的な実施形態によれば、（レーダプロセッサ２２２、２３２、２４２のいずれかなどの）パッシブレーダプロセッサは、アンテナ（図１及び図２に示されるような２２１ａ又は２２１ｂ、２３１、２４１）から信号を受信し、情報を操作して、監視されている空方向領域内の物体の位置、サイズ、及び動きに関する情報を生成するように構成される。この情報は物体の探知を提供し、また物体がその領域内を移動する際に物体の追跡を提供する。方向及び速度を含む空方向の物体の動きは、レーダ探知システムによって決定され得る。探知システムはまた、物体自体に関する情報を提供し、物体の種類、又はあり得る物体の種類を区別及び／又は識別するために使用され得る。例えば、１つの信号パターンはＵＡＶに対応するものとして識別され得る一方、他の信号パターンは物体を鳥として識別し得る。システムは、好ましくは、信号情報を処理するように構成され、例えば、ＵＡＶ、鳥、気球などの、探知される筈の物体に対応するパターンが提供され得る。１つ又は複数の識別パターンは、特定の物体の基準（リファレンス）として記憶され得る。信号パターンのデータベースは、領域内の予測される、又は既知の物体の以前の探知に基づいて生成され得る。レーダシステムが受信アンテナからの反射信号を受信すると、整合するかどうかがデータベースで照合され得る。これは好ましくは、レーダプロセッサ（例えば、２２２、２３２、２４２）又は集約型追跡コンピュータ２８０などの処理コンポーネントによって実行される。
【００２８】
図３は、受信アンテナによって受信された信号のレーダ処理に関連して実施される方法の一例を示す。図３に示されるように、ブロック４００で、複数のアンテナを表すアンテナアレイが示されている。複数のアンテナは、例えば、受信アンテナ２２１、２３１、２４１（及び図２の受信アンテナ又はアレイ２２１ａ、２２１ｂ）など、図１のシステムに関連して示されたアンテナであってもよい。幾つかの実施形態によれば、アンテナアレイは、幾つかのアンテナ素子及び素子レベルのデジタル化で構築された単純なアンテナアレイであってもよい。ブロック４０１で、受信された信号の到達方向を判定するために、デジタルビームフォーミングが実行される。反射された信号又はエコーの到達方向は、標準のレーダビームフォーミング技術を用いて計算され得る。複数のアンテナ素子が示されているが、幾つかの実施形態によれば、一対のアンテナ素子が利用され、エコーの到達方向を判定するために到達の位相差が使用され得る。幾つかの実施形態によれば、アンテナのフェーズドアレイが使用され得る。さらに、ブロック４０２で、受信された信号は、好ましくは信号調整を受ける。さらに、ブロック４０３の送信信号のコピーもまたブロック４０４で調整され得る。ブロック４０６の相互相関処理の前に信号の一部を操作するために信号調整が実施され得る。信号調整は、ブロック４０２、４０４で、信号対干渉比（ＳＩＲ）を改善するために実行され得る。ブロック４０１のビームフォーマが別個に図示されているが、これは信号調整の一部を構成し得る。レーダプロセッサは、好ましくは適応フィルタを設けて構成される。適応フィルタは、好ましくは、信号を操作して直接信号を除去するために使用される。適応フィルタリングは、ブロック４０５の適応除去とも称され得る。幾つかの実施形態によれば、例えば、適応フィルタリングは、チャネル間の受信データの相関特性を調べることによって実行される。このようにして、アンテナパターンサイドローブに入るジャミング及びクラッタの存在が識別され得る。チャネルは、アンテナに高利得メインローブ及び概略低いサイドローブを提供するために、重みのセットに従って結合され得る。適応フィルタリングはまた、チャネルを結合し、ジャマーの到達角でアンテナパターンにｎｕｌｌ値を生成する重み付けを提供し得る。図示されたレーダ処理例では、処理は相互相関処理のブロック４０６を含み得る。相互相関処理のブロック４０６は、相互の遅延の関数として２つの系列の類似性を測定するように設計される。レーダ処理の例では、相互相関のブロック４０６は、各標的エコーのバイスタティックレンジ及びバイスタティックドップラシフトの推定値を提供する。相互相関は整合フィルタとして機能する。これは、各々が異なる標的ドップラシフトに整合された整合フィルタのバンク（又は集合）を設けることによって実施され得る。ブロック４０７で、セル平均一定誤警報率（ＣＡＦＲ／Cell-averaging constant false alarm rate）アルゴリズム処理が実施される。ＣＡＦＲ探知、ブロック４０７は、標的を探知するように設計されている。相互相関面上方の標的を探知するために適応閾値が適用される。レーダプロセッサは、相互相関面上方の全てのリターンが��知の対象であると見なされるように、ＣＦＡＲ検出を実施するように構成され得る。（ＵＡＶ及び他の低空飛行体などの）標的は、好ましくは時間全体を通して追跡され、したがって、それらの移動、方向及び速度に関する情報が確認され得る。例えば、監視されている空方向領域内を移動するＵＡＶ、鳥、気球などの物体の場合、これらの移動物体から反射されたエコーの周波数シフト（例えば、ドップラ効果）が観測され、探知され得る。この情報は、ＵＡＶ、鳥などなどの低空飛行体の位置及び、物体の移動方向と速度とを提示し得る。好ましくは、システム内の各送信機（トランスミッター）について、又は監視されているネットワーク領域の一部の各送信機の集合において、ライン追跡（ライントラック）は、（それぞれの送信機用のライントラッカを表す）ライントラッカ、ブロック４０８ａ、４０８ｂ、４０８ｃを介して実施される。例えば、図１を参照すると、送信機２６１、２７１、２８１は、好ましくは、それぞれのライントラッカ４０８ａ、４０８ｂ、４０８ｃに関連する信号を供給する。レーダプロセッサは、個々の標的からの標的リターンのライン追跡を実施するように構成され得る。これは、好ましくは、ブロック４０６で、相互相関処理によって生成された範囲−ドップラ空間内で経時的に実行される。追跡関連付け及び追跡推定、ブロック４０９は、ＵＡＶ又は他の低空飛行体の位置を判定するために実行される。追跡関連付けは、単一の送信機及び単一の受信機を使用して実行されることができ、又は幾つかの実施形態によれば、１つ又は複数の受信機を使用して実行することができ、その場合、ＵＡＶ又は他の物体などの物体が潜在的に各受信機によって探知され、それ自体が１つ又は複数の送信機と関連付けられ得る。例示的な実施形態は、複数のノードを用いて示されており、図示された各受信機ノードに関連する送信機が参照されるが、システムは、複数の受信機が使用されて、単一のタワーアンテナから送信機によって伝搬され、かつ反射される信号を受信するように構成され、受信された信号は、一方の送信機からのどの標的リターンが他方の受信機上のものと対応するかを判定するように処理される。信号リターンは、１つ又は複数の受信機によって受信された反射信号から提供される信号情報を使用して物体の位置を判定するために関連付けられる。標的トラック、ブロック３１０は、処理された信号データから生成され、ＵＡＶ（又は他の物体）の方向、速度及び位置の指示を提供する。したがって、これはレーダ処理の一例であり、他のレーダ処理方法を用いて、ネットワークシステムから生成された信号データを処理し、ＵＡＶの位置及び追跡を行い得る。
【００２９】
図２に示されるように、信号線トレース３０６が示されている。送信機１２１からの信号又は光線３０５は、物体、すなわちカバレッジ領域内のＵＡＶ１０５１に遭遇する。図２では、ＵＡＶ１０５１は、図１に示される位置から移動している。参考のため、ＵＡＶは、信号円錐２２０によって表される空方向領域内にある。一例によれば、レイトレーシングは、ＵＡＶ１０５１などの物体の移動を追跡するように実施され得る。ＵＡＶ１０５１に到達すると、信号光線３０５の一部が吸収されるか、又は散乱される。信号光線３０６は、受信アンテナ２２１ａ又は２２１ｂによって受信可能なＵＡＶ１０５１から反射された信号（反射された光線３０５の部分）を表す。レーダプロセッサ２２２は、好ましくは、信号コピー３１０の受信を介して信号光線３０５の知識を有する。一つの代表的な信号光線３０５及び一つの反射信号光線３０６が示されているが、幾つかの信号光線が領域２２０内に送出され、反射された各信号光線のトレースが識別され、処理が繰り返されてＵＡＶ１０５１の経路が導出される。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、システムは、空方向通信システムのための無線ネットワーク機器と共に実施される。例えば、送信機は、物体に放射され、物体から反射されるとレーダプロセッサに関連する受信アンテナによって探知される連続波信号を含む送信信号を送出し得る。好ましい実施形態によれば、送信信号は、（例えば、空方向に向けられた送信機／アンテナからのＵＡＶへの送信などの）セルラー通信のために提供されるＲＦ信号である。好ましい実施形態によれば、レーダプロセッサは、（直接信号と示称され得る）送信信号のコピーを受信し、物体から反射された信号をも（関連する受信アンテナを介して）受信する。反射された信号は直接信号ではない（散乱されたと考えられる）。レーダプロセッサは、（直接及び反射の両方の）信号を受信し、信号を区別するように構成される。信号属性（例えば、送信時間、受信時間、周波数及び変調されたデータなど）は、レーダプロセッサによって取得され、探知結果を提供するために分析される。送信が行われている探知領域内に物体（ＵＡＶ又は鳥など）が残っていると、反射信号はレーダプロセッサによって受信され続け、物体の動き及び位置が監視及び追跡され得る。探知エリアは、エリア全体を通して物体を追跡するために複数の探知領域を含むことができる。レーダプロセッサは、レーダプロセッサにネットワーク接続された集約型コンピュータであってもよいレーダシステムコンポーネントに情報を提供するためにネットワークの一部として構成され得る。あるいは、幾つかのレーダプロセッサがあるノード上に、及び他のノードのレーダプロセッサが集約されたノード上に設けられてもよい。あるいは、幾つかのレーダプロセッサがあるノード上に設けられ、そのノードが他のノードのレーダプロセッサと集約されてもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態によれば、信号到達時間は、レーダ探知応答を提供するために判定され、使用され得る。実施形態は、信号を分離するために信号の処理を実施するようにレーダプロセッサを構成し得る。ＵＡＶ又は鳥などの物体が動いている場合、物体の動きは、例えば、ＵＡＶ又は鳥からの反射又は散乱された信号にドップラシフトを誘発し得る。シフトは、２つの信号の周波数の分離を容易にする。レーダ処理は、信号を探知し、評価する処理方法に従って実行され得る。信号の区別は、空方向領域内の物体の存在を判定する方法をもたらす。
【００３２】
本システムの実施形態によれば、送信機は、送信機の無線周波数搬送波に付加される送信コードを利用し得る。コードは、一連の離散的な送信機位相レベルとして提供され得る。コードは、Ｌビット後に回帰され得るため、擬似乱数コードである乱数コードであってもよい。送信は、シフトレジスタ段Ｎの数に基づいて周期的に反復されるコードワード又は長さＬビットのシーケンスを含み得る。例えば、Ｌビットの場合、Ｎ個のシフトレジスタ段について式はＬ＝２^Ｎ−１である。一実施形態によれば、クロックパルス発生器が備えられ、コーダシフトレジスタに供給するように構成される。例えば、クロックパルスが印加されるたびに、シフトレジスタは、（例えば、線形表現を考慮すると右に一段）シフトされ得る。好ましい実施形態によれば、擬似乱数コードを含むコードは、ＷＮＥのトランシーバからの搬送波のＲＦ送信に関連して提供されるコードである。
【００３３】
レーダプロセッサは図示されているが、レーダプロセッサは、別個のコンポーネントとして提供されてもよく、又は分散型ネットワークハードウェアのうちの１つ又は複数と関連して提供されてもよい。一実施形態が図３に示されているが、パッシブレーダプロセッサは、図３に示されているもの以外の幾つかの方法のうちのいずれか１つに従って受信された信号を操作し得る。
【００３４】
このシステムの実施形態は、カバレッジ領域内のＵＡＶと通信するために放射されている通信送信を利用する。幾つかの代替実施形態によれば、例えば、カバレッジ領域内にＵＡＶが存在しない場合など、通信送信が放射されていない場合に情報を生成するための代替実施形態が提供され得る。この代替実施形態では、システムは、ＵＡＶへの定期的な通信送信がない場合に、空方向指向性の通信システムに空方向への定期的な送信を送出させ得る。別の実施形態によれば、送信機は、周期的又は定期的な送信を空方向に送出し得る。これらは空方向の通信システムによって生成され得る。幾つかの実施形態によれば、所定期間の間、送信機からの通信送信がない場合、定期的な送信が送信され得る。幾つかの代替実施形態によれば、定期的な送信は、送信機からの通信送信が所定期間の間に存在しない場合に生成され得る。別のシステムはまた、例えば、定期的な送信により、レーダプロセッサが空方向の領域又はゾーン内の物体を肯定的に探知した場合に、レーダ探知コンポーネントから信号を受信するように構成され得る。送信機は、レーダプロセッサ探知からの結果としての通知信号を受信すると、定期的な送信を引き続き送信して、探知された物体を監視し得る。物体が探知ゾーン内に留まり、及び／又は探知ゾーンを通過する際にレーダプロセッサが探知物体からエコーを受信し得るように、定期的な送信が送信されてもよく、あるいは、連続した信号波が放射されてもよい。したがって、物体がゾーン外に移動し、非活動期間になると、システムは、別の物体が探知されるような時間まで、再び周期的送信に頼り得る。これらの代替実施形態によれば、定期的送信のコピーが関連するレーダプロセッサに送出され得る。レーダプロセッサは、受信アンテナから受信した信号、及び定期的送信の信号コピーを処理して、物体、例えば鳥（又は他の非通信物体）がその領域内に存在するかどうかを判定する。
【００３５】
これら及び他の利点は、本発明によって実現され得る。本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、その説明は例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。本明細書に記載された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつ添付の特許請求の範囲によって規定されるように、当業者には様々な修正及び変更が可能であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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